Projekt „Strukturbasierte Umweltbewertung von Chemikalien“

Neue, kostenfreie Datenbank für Lebenszyklus-Hintergrunddaten

Um Umweltwirkungen eines Produktes über seinen gesamten Lebenszyklus zu bewerten, werden bei der Ökobilanzierung Hintergrund-Datenbanken genutzt, um alle Vorketten abzubilden. Dabei tauchen immer wieder Stoffe auf, insbesondere Chemikalien, für die keine geeigneten Daten zur Verfügung stehen.

Als Ergebnis des von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderten Projektes „Strukturbasierte Umweltbewertung von Chemikalien“ stellt die ifu Hamburg GmbH die Datenbank EstiMol auf der Hannover Messe 2015 vor (Halle 2, Stand B45). EstiMol enthält für 14000 Substanzen die berechneten Werte für Carbon Footprint (GWP100), den kumulierten Energieaufwand (KEA) und den EcoIndicator 99.

Zusammenhang zwischen Molekülstruktur und Umweltauswirkungen
Indikatoren für Chemikalien können ermittelt werden, da es bei ihrer Herstellung einen deutlichen Zusammenhang zwischen der Molekülstruktur und den verursachten Umweltauswirkungen gibt. An der ETH Zürich wurden neuronale Netze mit einer großen Anzahl hochqualitativer Datensätze trainiert. So können Aussagen über potenzielle Umweltauswirkungen getroffen werden, auch ohne spezifisches Wissen über den Herstellungsprozess.

„Das Tool liefert eine wertvolle komplementäre Sichtweise über die reine Stoff- und Mengensicht hinaus", erläutert Prof. Dr. Konrad Hungerbühler, Professor am Departement Chemie und Angewandte Biowissenschaften der ETH Zürich. „Molekülstrukturen sind die Sprache der Chemiker! Mit EstiMol ergibt sich eine massive Vereinfachung, weil auch die energetische Betrachtung mit eingeschlossen wird, etwas was bei Fokussierung auf stoffliche Umsetzung gerne vernachlässigt wird. EstiMol bietet damit einen ersten Einstieg in eine Lebenszyklus-Perspektive."

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Hürden abgebaut - Mehrwert für Ökobilanzierer
Das Projekt „Strukturbasierte Umweltbewertung von Chemikalien“ baut auf die Vorarbeiten an der ETH auf und hatte u.a. zum Ziel, diese Daten einfacher zugänglich zu machen. Durch die automatisierte Auswertung von Molekülstrukturmerkmalen ließen sich 40000 Substanzen berechnen. Projektleiterin Mieke Klein von der ifu Hamburg GmbH erläutert: „Wir erhalten regelmäßig Anfragen nach Hintergrunddatensätzen, die es in den gängigen kommerziellen Datenbanken einfach nicht gibt".

Einschränkungen transparent kommunizieren
Bei allen Vorteilen, die die Methode bietet, gibt es auch Einschränkungen: Die untersuchten Chemikalien müssen petrochemischen Ursprungs sein und eine Reihe von Voraussetzungen der Molekülstruktur erfüllen. Deswegen haben lediglich 14000 von 40000 in der Datenbank enthaltenen Substanzen valide Ergebnisse. „Es handelt sich um eine Abschätzung, keinen vollwertigen Ersatz für Sachbilanz-Datenbanken", sagt Klein. „Es ist jedoch ein praktikabler Weg, mit den Datenlücken umzugehen, sei es um einen Wert zu erhalten oder um priorisieren zu können, welche Substanzen detaillierter untersucht werden sollten."

Dr. Maximilian Hempel, Leiter des DBU-Referates Umweltchemie, ergänzt: „Die EstiMol Datenbank bietet gerade für mittelständische Unternehmen eine einfache und praktikable Möglichkeit, Umweltwirkungen von Chemikalien abzuschätzen". Die Datenbank EstiMol ist unter http://www.umberto.de/de/estimol/ kostenlos zugänglich.

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